JPH08292336A - Production of optical semiconductor integrated circuit - Google Patents

Production of optical semiconductor integrated circuit

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JPH08292336A
JPH08292336A JP7117706A JP11770695A JPH08292336A JP H08292336 A JPH08292336 A JP H08292336A JP 7117706 A JP7117706 A JP 7117706A JP 11770695 A JP11770695 A JP 11770695A JP H08292336 A JPH08292336 A JP H08292336A
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JP
Japan
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layer
mask
core layer
crystal growth
growth
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Application number
JP7117706A
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Japanese (ja)
Inventor
貴一 ▲濱▼本
Kiichi Hamamoto
Taku Matsumoto
卓 松本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To form plural crystal growth layers having a large difference in wavelength compsn. by one time of crystal growth stage. CONSTITUTION: Plural pairs of masks 22 for selective crystal growth to be paired are formed on an n-InP substrate 11 by varying mask widths (only one pair of the masks are shown in Fig.). An n-InGaAsP layer 12, n-InP spacer layer 13, lower SCH layer (light confinement layer) 14, MQW layer 15, upper SCH layer 16 and InP clad layer 17 are successively selectively grown on the n-InP substrate 11 by an org. metal vapor growth method regulating a growth pressure to >=500Torr [Fig. (a)]. The masks 22 are removed and an InP embedment layer 18 is formed [Fig. (b)].

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光半導体集積回路の製
造方法に関し、特に、1回の選択成長により異なる波長
組成の複数の半導体層を形成する工程を含む光半導体集
積回路の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit including a step of forming a plurality of semiconductor layers having different wavelength compositions by one selective growth. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】受動光導波路と能動光素子を同一基板上
に集積化した光半導体集積回路は小型で多機能のデバイ
スとして注目されている。このような光半導体集積回路
の一つとして、WDM(Wave Division Multiplexing:
波長多重)カップラと、1.3μm帯用フォトダイオー
ド(PD)と、1.55μm帯レーザ(LD)と、LD
モニタ用PDとを同一基板上に集積したWDMトランス
ミッタが、R. Wats らによって、“Integrated Photoni
cs Research '94 ポストデッドラインペーパーPD1−
1”に報告されている。
2. Description of the Related Art An optical semiconductor integrated circuit in which a passive optical waveguide and an active optical element are integrated on the same substrate has attracted attention as a small and multifunctional device. As one of such optical semiconductor integrated circuits, WDM (Wave Division Multiplexing:
(Wavelength multiplex) coupler, 1.3 μm band photodiode (PD), 1.55 μm band laser (LD), LD
A WDM transmitter in which a monitor PD and a PD are integrated on the same substrate is described by R. Wats et al. In “Integrated Photoni
cs Research '94 Post Deadline Paper PD1-
1 ”.

【0003】このWDMトランスミッタは、ホスト側か
らトランスミッタ側への信号(受信信号)が1.3μm
帯、トランスミッタ側からホスト側への信号(送信信
号)が1.55μm帯であり、1本の光ファイバーで
1.3μm帯と1.55μm帯の光を用いて送受信を行
っている。このWDMトランスミッタでは、異なる波長
を分岐・合流させるためのWDMカップラが受動導波路
により構成されており、そのコア層の波長組成は1.1
5μmである。
In this WDM transmitter, the signal (received signal) from the host side to the transmitter side is 1.3 μm.
The signal from the transmitter side to the host side (transmitting signal) is in the 1.55 μm band, and transmission and reception are performed using light in the 1.3 μm band and 1.55 μm band with one optical fiber. In this WDM transmitter, a WDM coupler for branching / combining different wavelengths is composed of a passive waveguide, and the wavelength composition of its core layer is 1.1.
5 μm.

【0004】一方、能動デバイスである1.55μm帯
LDのコア層およびLDモニタ用PDのコア層の波長組
成は1.55μm、1.3μm帯用PDのコア層の波長
組成は1.3μmである。従って、このようなWDMト
ランスミッタでは異なる少なくとも3種類の波長組成の
結晶が必要となるため、1種類の波長組成の結晶を成長
した後に不要部分をエッチングし、再度他の波長組成の
結晶を成長させるという、結晶成長工程とエッチング工
程の繰り返しによって製作している。従って、工程が複
雑で高い歩留りが得られないという問題点があった。
On the other hand, the wavelength composition of the 1.55 μm band LD core layer and the LD monitor PD core layer, which are active devices, is 1.55 μm, and the 1.3 μm band PD core layer wavelength composition is 1.3 μm. is there. Therefore, in such a WDM transmitter, crystals of at least three different wavelength compositions are required, so that unnecessary portions are etched after growing crystals of one wavelength composition, and crystals of other wavelength compositions are grown again. That is, it is manufactured by repeating the crystal growth process and the etching process. Therefore, there is a problem that the process is complicated and a high yield cannot be obtained.

【0005】この問題を解決する方法として、選択的結
晶成長に用いる対となるストライプ状マスクのマスク幅
を変えることにより、異なる波長組成で異なる成長層厚
の結晶を同時に形成する、有機金属を用いた選択的気相
成長方法が加藤等によって、Electronics Letters Vol.
28 p.153に報告されている。この原理に基づいて多重量
子井戸(Multi Quantum Well:MQW)層を製作すると
き、マスク幅の違いによってMQWのウェル層波長組成
およびウェル層厚の差が生じてMQW層の波長組成が変
化する。この報告例にあるように、従来、成長圧力を1
/10気圧に減圧して選択結晶成長を行っていた。
As a method for solving this problem, an organometallic film is used which simultaneously forms crystals having different wavelength compositions and different growth layer thicknesses by changing the mask width of a pair of stripe-shaped masks used for selective crystal growth. The selective vapor phase growth method used by Kato et al., Electronics Letters Vol.
28 p.153. When a multi quantum well (MQW) layer is manufactured based on this principle, the wavelength composition of the MQW layer changes due to the difference in the well layer wavelength composition and the well layer thickness of the MQW due to the difference in the mask width. As shown in this report example, conventionally, the growth pressure was 1
The selective crystal growth was performed by reducing the pressure to / 10 atm.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の選択結晶成長方法では、成長圧力を1/10気圧に減
圧して成長を行っていた。図6に成長圧力とΔλ(マス
ク幅Wm=2μmとWm=30μmとのMQW層の波長
組成差)の関係の実験結果を示すが、成長圧力76To
rrのとき、Δλは200nm程度にしかならない。
As described above, in the conventional selective crystal growth method, the growth pressure was reduced to 1/10 atmospheric pressure for growth. FIG. 6 shows an experimental result of the relationship between the growth pressure and Δλ (wavelength composition difference of MQW layer between mask width Wm = 2 μm and Wm = 30 μm).
At rr, Δλ is only about 200 nm.

【0007】図7に、1.3μm帯信号光で測定した受
動導波路の波長組成と導波損失の関係の実験結果を示
す。これより明らかであるように、受動導波路の導波損
失が過大にならないようにするには、少なくとも波長組
成は1.25μm以下とする必要がある。すなわち、受
動導波路から構成されるWDMカップラと、1.3μm
帯PDと、1.55μm帯LDの各コア層を同一の結晶
成長工程で実現するためには、300nm以上の波長組
成差が必要である。したがって、成長圧力を1/10気
圧程度とした従来の選択的結晶成長方法では、これらの
素子を集積化した光半導体集積回路を実現することは不
可能であった。
FIG. 7 shows an experimental result of the relationship between the wavelength composition and the waveguide loss of the passive waveguide measured with the 1.3 μm band signal light. As is clear from this, at least the wavelength composition must be 1.25 μm or less in order to prevent the waveguide loss of the passive waveguide from becoming excessive. That is, a WDM coupler composed of a passive waveguide and 1.3 μm
In order to realize the core layers of the band PD and the 1.55 μm band LD in the same crystal growth step, a wavelength composition difference of 300 nm or more is necessary. Therefore, it has been impossible to realize an optical semiconductor integrated circuit in which these elements are integrated by the conventional selective crystal growth method in which the growth pressure is about 1/10 atmospheric pressure.

【0008】本発明はこの点に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、マスク幅を異ならせて選択結晶成長
法により異なる組成波長の複数のMQWコア層を形成す
る際に、少なくとも300nm以上の波長組成差が、ま
たバルクコア層を形成する際には少なくとも150μm
以上の波長組成差が得られる結晶成長方法を提供するこ
とである。
The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to form at least 300 nm when forming a plurality of MQW core layers having different composition wavelengths by a selective crystal growth method with different mask widths. The above wavelength composition difference is at least 150 μm when the bulk core layer is formed.
It is an object of the present invention to provide a crystal growth method capable of obtaining the above wavelength composition difference.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明によれば、(1)半導体基板上に誘電体
膜を堆積する工程と、(2)前記誘電体膜を選択的に除
去して、所定の幅の空隙を隔て所定の幅の対となるスト
ライプ状誘電体膜からなるマスクを複数個形成する工程
と、(3)前記マスクの空隙部に、成長圧力が500T
orr以上の気相成長法により半導体コア層を選択的に
成長させる工程と、(4)前記マスクの空隙部を広げる
か、前記マスクを除去し再び誘電体膜を堆積しストライ
プ状誘電体膜に加工するか、あるいは、前記マスクを除
去した後、前記半導体コア層を包囲する埋め込み層を形
成する工程と、を含む光半導体集積回路の製造方法、が
提供される。
In order to solve the above problems, according to the present invention, (1) a step of depositing a dielectric film on a semiconductor substrate, and (2) selecting the dielectric film. And removing a plurality of masks each consisting of a pair of stripe-shaped dielectric films having a predetermined width and forming a pair of stripe-shaped dielectric films having a predetermined width, and (3) a growth pressure of 500 T in the space of the mask.
a step of selectively growing the semiconductor core layer by a vapor deposition method of orr or higher; (4) expanding the void portion of the mask or removing the mask and depositing a dielectric film again to form a striped dielectric film. And a step of forming a buried layer surrounding the semiconductor core layer after processing or removing the mask, a method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit is provided.

【0010】そして、好ましくは、前記半導体コア層が
有機金属気相成長法により形成される。また、半導体コ
ア層は、InGaAs、InGaAsP、InGaAl
AsまたはInGaAlAsPを用いて形成されたバル
ク層、またはそれらの材料の中の一つによって形成され
た層をウェル層とする多重量子井戸層として形成され
る。
Further, preferably, the semiconductor core layer is formed by a metal organic chemical vapor deposition method. The semiconductor core layer is made of InGaAs, InGaAsP, InGaAl.
A bulk layer formed using As or InGaAlAsP, or a multiple quantum well layer having a layer formed of one of these materials as a well layer is formed.

【0011】[0011]

【作用】本発明では、選択的結晶成長時の成長圧力を5
00Torr以上としている。このためMQW層を成長
させると、少なくとも300nm以上の波長組成差の半
導体結晶層が1回の結晶成長工程で得られる。従って、
少なくとも波長組成1.25μm以下の受動導波路のM
QWコア層と、1.3μm帯能動光素子のMQWコア
層、1.55μm帯能動光素子のMQWコア層とを一回
の結晶成長工程により形成することができる。しかも、
複数の異なる波長組成の光素子が光伝搬方向に対して連
続して形成することができる。
In the present invention, the growth pressure during selective crystal growth is set to 5
It is set to 00 Torr or more. Therefore, when the MQW layer is grown, a semiconductor crystal layer having a wavelength composition difference of at least 300 nm or more can be obtained in one crystal growth step. Therefore,
M of a passive waveguide having a wavelength composition of at least 1.25 μm or less
The QW core layer, the MQW core layer of the 1.3 μm band active optical element, and the MQW core layer of the 1.55 μm band active optical element can be formed by one crystal growth step. Moreover,
A plurality of optical elements having different wavelength compositions can be continuously formed in the light propagation direction.

【0012】また、本発明においてバルク成長を行う場
合、少なくとも150nm以上の波長組成差が得られ
る。従って、少なくとも1.15μm組成の受動導波路
のバルクコア層と、1.3μm組成のバルクコア層とを
一回の結晶成長工程により形成することができる。もし
くは、少なくとも1.4μm組成の受動導波路のバルク
コア層と、1.55μm組成のバルクコア層とを一回の
結晶成長工程により形成することができる。しかも、複
数の異なる波長組成の光素子が光伝搬方向に対して連続
して形成される。
When bulk growth is performed in the present invention, a wavelength composition difference of at least 150 nm or more can be obtained. Therefore, the bulk core layer of the passive waveguide having a composition of at least 1.15 μm and the bulk core layer having a composition of 1.3 μm can be formed by one crystal growth step. Alternatively, the bulk core layer of the passive waveguide having a composition of at least 1.4 μm and the bulk core layer having a composition of 1.55 μm can be formed by one crystal growth step. Moreover, a plurality of optical elements having different wavelength compositions are continuously formed in the light propagation direction.

【0013】[0013]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 [第1の実施例]図1は、本発明の第1の実施例により
形成された光半導体集積回路の斜視図である。この実施
例は、ビデオ・オン・デマンド(VOD)光端末用の光
半導体集積回路に関する。図1に示されるように、方向
性結合器型のWDMカップラ1、Y分岐2、1.3μm
帯送信用LD3、1.3μm帯受信用PD4および1.
55μm帯受信用PD5が集積化されている。本実施例
による光半導体集積回路は、1.3μm帯と1.55μ
m帯の2種類の信号を波長多重信号として受信し、送信
信号を1.3μm帯にて送るVOD光端末として構成さ
れている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a perspective view of an optical semiconductor integrated circuit formed according to the first embodiment of the present invention. This embodiment relates to an optical semiconductor integrated circuit for a video on demand (VOD) optical terminal. As shown in FIG. 1, directional coupler type WDM coupler 1, Y branch 2, 1.3 μm
LD3 for band transmission, PD4 for 1.3 μm band reception and 1.
The PD 5 for receiving in the 55 μm band is integrated. The optical semiconductor integrated circuit according to the present embodiment has a 1.3 μm band and a 1.55 μm band.
It is configured as a VOD optical terminal that receives two types of signals in the m band as wavelength division multiplexed signals and sends transmission signals in the 1.3 μm band.

【0014】図2(a)、(b)、(c)、(d)は、
それぞれ図1のA−A′線、B−B′線、C−C′線、
D−D′線断面での断面図である。図2に示されるよう
に、各素子は、n−InP基板11上に形成された、n
−InGaAsP層12、n−InPスペーサ層13、
下部SCH(Separate Confinement Hetero-structure
)層14、MQW層15、上部SCH層16、InP
クラッド層17により構成されており、そしてInP埋
め込み層18により埋め込まれている。
2 (a), (b), (c) and (d),
The lines AA ', BB', CC 'in FIG.
It is sectional drawing in the DD 'line cross section. As shown in FIG. 2, each element is formed on the n-InP substrate 11, n
-InGaAsP layer 12, n-InP spacer layer 13,
Lower SCH (Separate Confinement Hetero-structure)
) Layer 14, MQW layer 15, upper SCH layer 16, InP
It is constituted by the cladding layer 17, and is embedded by the InP burying layer 18.

【0015】次に、図3および図4を参照して図1、図
2に示された光半導体集積回路の製造方法について説明
する。まず、図3(a)に示すように、n−InP基板
11上にSiO2 膜21を1000Å程度の膜厚に熱C
VD法により堆積する。n−InP基板11には、図2
(b)に示すように、LD部分にだけ予めグレーティン
グ20が設けられている。グレーティング20の製作に
は、通常の干渉露光法若しくはEB(ElectronBeam )
露光法が用いられる。
Next, a method of manufacturing the optical semiconductor integrated circuit shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3 (a), a SiO 2 film 21 is formed on the n-InP substrate 11 by heat C to a film thickness of about 1000 Å.
It is deposited by the VD method. The n-InP substrate 11 has a structure shown in FIG.
As shown in (b), the grating 20 is provided in advance only on the LD portion. The grating 20 is manufactured by a normal interference exposure method or EB (ElectronBeam).
An exposure method is used.

【0016】通常のフォトリソグラフィ技術を用いてS
iO2 膜21を選択的に除去して、図3(b)に示すよ
うな対をなすストライプ形状マスクを選択的結晶成長用
マスク22として形成する。マスク22の幅Wmは、受
動導波路であるWDMカップラ1およびY分岐2ではW
m=2μm、1.3μm帯送信用LD3および1.3μ
m帯受信用PD4ではWm=10μm、1.55μm帯
送信用PD5ではWm=30μmである。また、マスク
空隙Wgは、全ての領域において2μmである。
S is formed by using a normal photolithography technique.
The iO 2 film 21 is selectively removed, and a pair of stripe-shaped masks as shown in FIG. 3B is formed as a mask 22 for selective crystal growth. The width Wm of the mask 22 is W in the WDM coupler 1 and the Y branch 2 which are passive waveguides.
m = 2 μm, LD3 for 1.3 μm band transmission and 1.3 μm
In the m-band receiving PD 4, Wm = 10 μm, and in the 1.55 μm-band transmitting PD 5, Wm = 30 μm. The mask gap Wg is 2 μm in all the regions.

【0017】しかる後、図4(a)に示すように、有機
金属気相成長(MO−CVD)法によりn−InGaA
sP層12、n−InPスペーサ層13、下部SCH層
14、InGaAsPウェル層/InGaAsPバリア
層からなるMQW層15、上部SCH層16、InPク
ラッド層17を順次選択的に結晶成長させる。有機金属
としては、TMI(トリメチルインディウム)、TMG
(トリメチルガリウム)を用い、V族ガスとしてはAs
3 、PH3 を、ドーピングガスとしてはSi26
用いる。成長圧力は500Torrである。
After that, as shown in FIG. 4A, n-InGaA is formed by a metal organic chemical vapor deposition (MO-CVD) method.
The sP layer 12, the n-InP spacer layer 13, the lower SCH layer 14, the MQW layer 15 composed of the InGaAsP well layer / InGaAsP barrier layer, the upper SCH layer 16, and the InP clad layer 17 are sequentially and selectively grown. Organic metals include TMI (trimethyl indium), TMG
(Trimethylgallium) is used, and As is used as the group V gas.
H 3 and PH 3 are used, and Si 2 H 6 is used as a doping gas. The growth pressure is 500 Torr.

【0018】マスク幅Wmの値がWm=10μmの領域
に選択的に成長される部分を中心に説明すると、各成長
層の波長組成と成長層厚は、n−InGaAsP層12
は波長組成は1.15μm、成長層膜1000Å程度、
n−InPスペーサ層13は成長層厚400Å程度、下
部SCH層14は波長組成1.15μm、成長層厚10
00Å程度、MQW層15は7周期でInGaAsPウ
ェル層が波長組成1.4μm、成長層厚45Å程度、I
nGaAsPバリア層が波長組成1.15μm、成長層
厚100Å程度、上部SCH層16は波長組成1.15
μm、成長層厚1000Å程度、InPクラッド層17
は成長層厚2000Å程度である。
A description will be given centering on the portion selectively grown in the region where the mask width Wm is Wm = 10 μm. The wavelength composition and the growth layer thickness of each growth layer are n-InGaAsP layer 12
Has a wavelength composition of 1.15 μm, a growth layer film of about 1000 Å,
The n-InP spacer layer 13 has a growth layer thickness of about 400Å, the lower SCH layer 14 has a wavelength composition of 1.15 μm, and a growth layer thickness of 10
In the MQW layer 15, the InGaAsP well layer has a wavelength composition of 1.4 μm, the growth layer thickness is about 45 Å, and the MQW layer 15 has 7 periods.
The nGaAsP barrier layer has a wavelength composition of 1.15 μm, the growth layer thickness is about 100 Å, and the upper SCH layer 16 has a wavelength composition of 1.15.
μm, growth layer thickness of about 1000Å, InP clad layer 17
Is a growth layer thickness of about 2000Å.

【0019】次に、選択的結晶成長用マスク22をバッ
ファード弗酸で除去し、InP埋め込み層18を全面に
成長させる(図4(b)参照)。成長層厚は2μm程度
である。その後、通常の選択拡散工程により、1.3μ
m帯送信用LD3、1.3μm帯受信用PD4、1.5
5μm帯受信用PD5の直上にZnを拡散し、電極用金
属を蒸着する。次いで、裏面を研磨し電極用金属を蒸着
して、デバイスの製作を完了する。
Next, the selective crystal growth mask 22 is removed with buffered hydrofluoric acid to grow the InP burying layer 18 on the entire surface (see FIG. 4B). The thickness of the grown layer is about 2 μm. After that, by a normal selective diffusion process, 1.3μ
LD3 for m band transmission, PD4 for 1.3 μm band reception, 1.5
Zn is diffused immediately above the PD 5 for receiving in the 5 μm band, and metal for electrodes is vapor-deposited. Then, the back surface is polished and metal for electrodes is deposited to complete the fabrication of the device.

【0020】以上が本発明の第1の実施例による光半導
体集積回路の製造方法であるが、本発明による光半導体
集積回路の製造方法が波長組成差300nm以上のMQ
Wコア層を同一の選択的結晶成長工程で得られる原理を
以下に説明する。
The manufacturing method of the optical semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention is as described above.
The principle of obtaining the W core layer in the same selective crystal growth step will be described below.

【0021】本発明による光半導体集積回路の製造方法
では、成長圧力500Torrにおいて選択的結晶成長
が行われている。図5は500Torrにおいて成長さ
れたInGaAsPウェル層/InGaAsPバリア層
で構成されるMQW層の波長組成と、選択的結晶成長に
用いたSiO2 マスクのマスク幅との関係の実験結果を
示すグラフである。波長組成はフォトルミネッセンス法
による発光スペクトルのピークから求めた。
In the method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit according to the present invention, selective crystal growth is performed at a growth pressure of 500 Torr. FIG. 5 is a graph showing the experimental results of the relationship between the wavelength composition of the MQW layer composed of the InGaAsP well layer / InGaAsP barrier layer grown at 500 Torr and the mask width of the SiO 2 mask used for selective crystal growth. . The wavelength composition was obtained from the peak of the emission spectrum by the photoluminescence method.

【0022】一般に、InGaAs、InGaAsP等
のInとGaを含む材料を選択的に有機金属気相成長法
により成長させる場合、マスク幅が広くなるほど、固相
中へのInの取り込み率は高くなり、波長組成が長くな
ると共に成長速度も速くなり、相対的に成長層厚が厚く
なることが知られている。このため、図5に示すよう
に、MQW層を選択的に成長させるとき、選択的結晶成
長に用いるマスク幅が広いほど波長組成が長くなる。
In general, when a material containing In and Ga, such as InGaAs and InGaAsP, is selectively grown by the metal organic chemical vapor deposition method, the wider the mask width, the higher the In incorporation rate into the solid phase. It is known that as the wavelength composition becomes longer, the growth rate becomes faster and the growth layer thickness becomes relatively thicker. Therefore, as shown in FIG. 5, when the MQW layer is selectively grown, the wavelength composition becomes longer as the mask width used for the selective crystal growth becomes wider.

【0023】図6に、選択的結晶成長時の成長圧力と波
長組成差Δλ(マスク幅Wm=2μmとWm=30μm
での波長組成差)との関係を示すが、同図から明らかな
ように、成長圧力が500Torr以上であれば、Δλ
≧300nmとなる。そのため、InP系材料の有機金
属気相成長法による選択的結晶成長が従来は1/10気
圧程度の減圧下で行われるのが一般的であったのに対
し、本発明においては、500Torrと高い圧力下で
成長が行われる。
FIG. 6 shows the growth pressure and wavelength composition difference Δλ (mask width Wm = 2 μm and Wm = 30 μm) during selective crystal growth.
As shown in the figure, if the growth pressure is 500 Torr or more, Δλ
≧ 300 nm. Therefore, in the past, selective crystal growth of InP-based materials by the metal organic chemical vapor deposition method was generally performed under a reduced pressure of about 1/10 atm, whereas in the present invention, it is as high as 500 Torr. Growth takes place under pressure.

【0024】一般に、成長圧力が高くなれば気相中のII
I 族材料の濃度勾配が大きくなる。このとき、InとG
aの拡散定数の差が大きくなり、Inの固相中への取り
込まれ率がより大きくなる。この結果、より大きな波長
組成差が得られるようになる。すなわち、成長圧力を高
くすることにより、このように大きな波長組成差が得ら
れることになる。
Generally, when the growth pressure is high, II in the gas phase
The concentration gradient of the group I material becomes large. At this time, In and G
The difference in the diffusion constant of a becomes large, and the rate of incorporation of In into the solid phase becomes larger. As a result, a larger wavelength composition difference can be obtained. That is, such a large wavelength composition difference can be obtained by increasing the growth pressure.

【0025】なお、図7には、1.3μm帯信号光に対
する受動導波路(MQWをコア層とする)の導波損失と
波長組成の関係の実験結果を示すが、波長組成が1.2
5μm以下でないと受動導波路の損失が極端に大きくな
ってしまうことがわかる。従って、低損失な受動導波路
の波長組成としては1.25μm以下であることが必要
となる。
FIG. 7 shows an experimental result of the relationship between the waveguide loss and the wavelength composition of the passive waveguide (using MQW as the core layer) for 1.3 μm band signal light.
It can be seen that the loss of the passive waveguide becomes extremely large unless the thickness is 5 μm or less. Therefore, the wavelength composition of the low-loss passive waveguide must be 1.25 μm or less.

【0026】この結果より、受動導波路と、1.3μm
帯発/受光素子と、1.55μm帯受光素子とを集積す
るためには、Δλ≧300nmである必要がある。本実
施例では、Δλ=300μmであることから、1.3μ
m帯および1.55μm帯の光に対して透明な波長組成
である1.25μmの波長組成からなる受動導波路のコ
ア層と、1.3μmの波長組成からなるLDとPDのコ
ア層と、1.55μmの波長組成からなるPDのコア層
とを同時に一回の結晶成長工程で実現できる。仮に、成
長圧力250Torrで製作する場合、図6よりΔλ=
250nm程度である。
From this result, it is confirmed that the passive waveguide and 1.3 μm
In order to integrate the band emitting / receiving element and the 1.55 μm band receiving element, it is necessary that Δλ ≧ 300 nm. In this example, since Δλ = 300 μm, 1.3 μ
a core layer of a passive waveguide having a wavelength composition of 1.25 μm, which is a wavelength composition transparent to light in the m band and 1.55 μm band, and a core layer of LD and PD having a wavelength composition of 1.3 μm, The PD core layer having a wavelength composition of 1.55 μm can be realized at the same time by one crystal growth step. If the growth pressure is 250 Torr, Δλ =
It is about 250 nm.

【0027】従って、波長組成1.25μmの受動導波
路のコア層と、1.3μm帯能動光素子のコア層は同一
結晶成長工程で実現できるが、1.55μm帯能動光素
子のコア層までは同時には製作できない。この場合は、
コア層の結晶成長工程を少なくとも2回繰り返し、余分
な結晶成長層をエッチング工程などで除去する必要が生
じる。このように本実施例では、従来のような結晶成長
工程とエッチング工程を繰り返す必要がないため、高い
歩留りと再現性を確保することができるようになる。
Therefore, although the core layer of the passive waveguide having the wavelength composition of 1.25 μm and the core layer of the 1.3 μm band active optical element can be realized by the same crystal growth process, the core layer of the 1.55 μm band active optical element can be obtained. Cannot be made at the same time. in this case,
It is necessary to repeat the crystal growth step of the core layer at least twice and remove the extra crystal growth layer by an etching step or the like. As described above, in the present embodiment, since it is not necessary to repeat the conventional crystal growth process and etching process, it is possible to secure high yield and reproducibility.

【0028】また、各コア層は連続的に形成されてお
り、結合損失は殆ど生じない上に、各コア層は選択的結
晶成長法によって形成されており、エッチング工程を用
いていないため導波路側壁が平滑で散乱損失が生じな
い。従って、内部損失の小さい光半導体集積回路が得ら
れる。
Further, since each core layer is continuously formed, the coupling loss hardly occurs, and each core layer is formed by the selective crystal growth method, and the etching process is not used. Therefore, the waveguide is not formed. Side walls are smooth and scattering loss does not occur. Therefore, an optical semiconductor integrated circuit with a small internal loss can be obtained.

【0029】なお、本実施例では、選択的結晶成長用の
マスク材料としてSiO2 を用いたがこれに限る訳では
なく、例えばSiNであってもよいし、また、堆積方法
としても熱CVD法に限る訳ではなく、プラズマCVD
法であってもよい。また、有機金属材料としてTMG、
TMIを用いたが、これに限る訳ではなく、例えばTE
G(トリエチルガリウム)等を用いてもよい。また、V
族ガスとしてAsH3、PH3 を用いたが、これに限る
訳ではなく、例えば有機金属材料であるTBA(ターシ
ャルブチルアルシン)、TBP(ターシャルブチルフォ
スフィン)を用いることもできる。
In this embodiment, SiO 2 is used as the mask material for selective crystal growth, but the mask material is not limited to this, and may be SiN, for example, or the thermal CVD method as the deposition method. Plasma CVD
May be law. In addition, as an organic metal material, TMG,
Although TMI is used, it is not limited to this, and for example, TE
G (triethylgallium) or the like may be used. Also, V
Although AsH 3 and PH 3 are used as the group gas, the present invention is not limited to this, and, for example, TBA (tertial butyl arsine) and TBP (tertiary butyl phosphine) which are organic metal materials can be used.

【0030】また、上記実施例では、InGaAsP層
をウェル層およびバリア層としていたが、これに代え、
InGaAs、InGaAlAsまたはInGaAlA
sPをウェル層またはバリア層として用いることができ
る。その際に、ウェル層とバリア層とは必ずしも同一の
元素を含む材料である必要はない。また、上記実施例で
は、選択的拡散工程を用いてp型化を行ったが、本発明
はこれに限る必要はなく、例えば、結晶成長工程中にド
ーパントであるDMZn(ジメチルジンク)を用いてド
ーピングを行うこともできる。
Further, in the above embodiment, the InGaAsP layer was used as the well layer and the barrier layer, but instead of this,
InGaAs, InGaAlAs or InGaAlA
sP can be used as a well layer or a barrier layer. At that time, the well layer and the barrier layer do not necessarily need to be materials containing the same element. Further, in the above-mentioned examples, the p-type conversion was performed by using the selective diffusion step, but the present invention is not limited to this, and for example, DMZn (dimethyl zinc) which is a dopant is used during the crystal growth step. Doping can also be performed.

【0031】[第2の実施例]図8は、本発明の第2の
実施例によって形成された光半導体集積回路を示す図で
あって、図8(a)は、2×2マトリクス光スイッチの
マトリクス構成図であり、図8(b)には、その分岐/
LDアンプゲート型光スイッチのゲート部と分岐・合波
導波路部との集積部分の斜視図が示されている。図8
(a)に示されるように、図の左側より合波・分岐導波
路部102に入力された光は、分岐された後、ゲート部
101で透過・遮断がコントロールされる。ゲート部1
01を透過した光は、合波・分岐導波路部102におい
て合波された後図の右側へ出射される。
[Second Embodiment] FIG. 8 is a diagram showing an optical semiconductor integrated circuit formed according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8A is a 2 × 2 matrix optical switch. FIG. 8B is a matrix configuration diagram of the branch /
A perspective view of an integrated portion of a gate portion and a branching / multiplexing waveguide portion of an LD amplifier gate type optical switch is shown. FIG.
As shown in (a), the light input from the left side of the drawing into the combining / branching waveguide section 102 is branched and then transmitted / blocked by the gate section 101. Gate part 1
The light transmitted through 01 is combined in the combining / branching waveguide portion 102 and then emitted to the right side of the drawing.

【0032】図8(b)に示されるように、ゲート部1
01では、n−InP基板111上に1.3μm組成I
nGaAsPアクティブコア層113、p−InPクラ
ッド層114、p−InGaAsキャップ層115、A
u/Tiメタル層116が積層され、合波・分岐導波路
部102では、n−InP基板111上に1.15μm
組成InGaAsPパッシブコア層112、p−InP
クラッド層114が積層された構造となっている。
As shown in FIG. 8B, the gate portion 1
No. 01, the composition I of 1.3 μm was formed on the n-InP substrate 111.
nGaAsP active core layer 113, p-InP clad layer 114, p-InGaAs cap layer 115, A
The u / Ti metal layer 116 is laminated, and in the multiplexing / branching waveguide portion 102, 1.15 μm is formed on the n-InP substrate 111.
Composition InGaAsP passive core layer 112, p-InP
The clad layer 114 has a laminated structure.

【0033】このように、波長組成1.3μmのアクテ
ィブコア層113からなる光アンプをゲートとするゲー
ト領域と、波長組成1.15μmのパッシブコア層11
2からなる分岐・合波導波路領域が同一基板上に集積さ
れており、アクティブコア層とパッシブコア層は導波方
向に連続して形成された構成となっている。
As described above, the gate region having an optical amplifier composed of the active core layer 113 having a wavelength composition of 1.3 μm as a gate, and the passive core layer 11 having a wavelength composition of 1.15 μm.
The branching / multiplexing waveguide region consisting of 2 is integrated on the same substrate, and the active core layer and the passive core layer are formed continuously in the waveguide direction.

【0034】次に、本実施例による分岐・LDアンプゲ
ート型光スイッチの製造方法を図9を参照して説明す
る。図9(a)〜(d)は、この実施例を説明するため
の工程順斜視図である〔図9(b)は平面図〕。まず、
図9(a)に示すように、n−InP基板111上に熱
CVD法によってSiO2 膜121を1000Å程度の
膜厚に堆積する。この後、図9(b)の平面図に示すよ
うに、SiO2 膜121を通常のフォトリソグラフィ技
術を用いて選択的に除去してストライプ状の選択的結晶
成長用マスク122を形成する。
Next, a method of manufacturing the branching / LD amplifier gate type optical switch according to this embodiment will be described with reference to FIG. 9A to 9D are perspective views in order of steps for explaining this embodiment [FIG. 9 (b) is a plan view]. First,
As shown in FIG. 9A, a SiO 2 film 121 is deposited on the n-InP substrate 111 by a thermal CVD method to a film thickness of about 1000 Å. Thereafter, as shown in the plan view of FIG. 9B, the SiO 2 film 121 is selectively removed by using a normal photolithography technique to form a stripe-shaped mask 122 for selective crystal growth.

【0035】選択的結晶成長用マスク122のマスク幅
は、ゲート部101においてはアクティブコア層を形成
するために30μmに、分岐・合波導波路部102にお
いてはパッシブコア層を形成するために10μmに形成
されており、これら2種類のマスクが連続して形成され
ている。ゲート部101の長さは500μm程度、ま
た、選択的結晶成長用マスクの空隙123は0.5μm
程度である。
The mask width of the selective crystal growth mask 122 is 30 μm for forming the active core layer in the gate portion 101, and 10 μm for forming the passive core layer in the branching / multiplexing waveguide portion 102. These two types of masks are continuously formed. The length of the gate portion 101 is about 500 μm, and the gap 123 of the mask for selective crystal growth is 0.5 μm.
It is a degree.

【0036】この後、図9(c)に示すように、有機金
属気相成長(MO−CVD)法を用いてアンドープのI
nGaAsPコア層を厚さ2000Å程度に成長させ
る。このとき、ゲート部101の空隙123には1.3
μm組成InGaAsPアクティブコア層113が、合
波・分岐導波路部102の空隙123には1.15μm
組成InGaAsPパッシブコア層112が形成され
る。この後、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて選
択的結晶成長用マスク122の空隙123の幅を広げ
る。
After that, as shown in FIG. 9C, undoped I is deposited by using a metal organic chemical vapor deposition (MO-CVD) method.
An nGaAsP core layer is grown to a thickness of 2000Å. At this time, 1.3 is present in the gap 123 of the gate portion 101.
The InGaAsP active core layer 113 having a composition of μm is 1.15 μm in the void 123 of the multiplexing / branching waveguide portion 102.
A composition InGaAsP passive core layer 112 is formed. Thereafter, the width of the void 123 of the selective crystal growth mask 122 is widened by using a normal photolithography technique.

【0037】広げられた空隙の幅は7μm程度である。
この後p−InPクラッド層114およびp−InGa
Asキャップ層115を有機金属気相成長法を用いて順
次成長させる。p−InPクラッド層114の厚さは1
μm程度、p−InGaAsキャップ層115の厚さは
2000Å程度である。この後、図9(d)に示すよう
に、通常のフォトリソグラフィ法を用いて分岐・合波導
波路部102上のp−InGaAsキャップ層115を
除去する。
The width of the widened void is about 7 μm.
After that, the p-InP cladding layer 114 and the p-InGa are formed.
The As cap layer 115 is sequentially grown by using the metal organic chemical vapor deposition method. The thickness of the p-InP clad layer 114 is 1
The thickness of the p-InGaAs cap layer 115 is about 2000 μm. Thereafter, as shown in FIG. 9D, the p-InGaAs cap layer 115 on the branching / multiplexing waveguide portion 102 is removed by using a normal photolithography method.

【0038】最後に、ゲート部101のp−InGaA
sキャップ層115の上にAu/Tiメタル層116を
電子ビーム蒸着法(EB法)を用いて形成する。選択的
結晶成長用マスク122はこの後、除去してもしなくて
もよい。以上の工程により、図8(a)に示される光ス
イッチが完成する。
Finally, p-InGaA of the gate part 101 is formed.
An Au / Ti metal layer 116 is formed on the s cap layer 115 using an electron beam evaporation method (EB method). The selective crystal growth mask 122 may or may not be removed thereafter. Through the above steps, the optical switch shown in FIG. 8A is completed.

【0039】以上のように、本実施例は、本発明を分岐
/LDアンプゲート型光スイッチの製造方法に適用した
ものであるが、本発明による分岐/LDアンプゲート型
光スイッチの製造方法が波長組成差150nm以上のバ
ルクコア層を同一の選択的結晶成長工程において得るこ
とができる原理について以下に説明する。
As described above, in the present embodiment, the present invention is applied to the method for manufacturing the branch / LD amplifier gate type optical switch, and the method for manufacturing the branch / LD amplifier gate type optical switch according to the present invention is used. The principle by which a bulk core layer having a wavelength composition difference of 150 nm or more can be obtained in the same selective crystal growth step will be described below.

【0040】本実施例による光半導体集積回路の製造方
法では、第1の実施例と同様に成長圧力500Torr
において選択的結晶成長が行われている。図10は50
0Torrにおいて成長されたInGaAsPバルクの
波長組成と、選択的結晶成長に用いたSiO2 マスクの
マスク幅との関係の実験結果を示すグラフである。第1
の実施例の場合と同様に、一般に、InGaAs、In
GaAsP等のInとGaを含む材料を選択的に有機金
属気相成長法により成長させる場合、マスク幅が広いほ
ど固相中へのInの取り込み率は高くなり、波長組成が
長くなる。
In the method of manufacturing an optical semiconductor integrated circuit according to this embodiment, the growth pressure is 500 Torr as in the first embodiment.
The selective crystal growth is carried out in. 50 in FIG.
6 is a graph showing the experimental results of the relationship between the wavelength composition of the InGaAsP bulk grown at 0 Torr and the mask width of the SiO 2 mask used for selective crystal growth. First
InGaAs, In,
When a material containing In and Ga such as GaAsP is selectively grown by a metal organic chemical vapor deposition method, the wider the mask width, the higher the In incorporation rate into the solid phase and the longer the wavelength composition.

【0041】このため、図10に示すようにバルク層を
選択的に成長させると、選択的結晶成長に用いるマスク
幅が広いほど波長組成が長くなる。InP系材料の有機
金属気相成長法による選択的結晶成長が従来法では1/
10気圧程度の減圧下で行われるのが一般的であるのに
対し、本実施例では、第1の実施例と同様に、500T
orrと高い圧力下で成長が行われているため、従来よ
りもInとGaの拡散定数の差が大きくなり、Inの固
相中への取り込まれ率がより大きくなる。この結果、よ
り大きな波長組成差が得られるようになる。
Therefore, when the bulk layer is selectively grown as shown in FIG. 10, the wavelength composition becomes longer as the mask width used for the selective crystal growth becomes wider. Selective crystal growth of InP-based materials by metalorganic vapor phase epitaxy is 1 /
In general, it is performed under a reduced pressure of about 10 atm. In this embodiment, as in the first embodiment, 500 T is used.
Since the growth is performed under a pressure as high as orr, the difference between the diffusion constants of In and Ga becomes larger than in the conventional case, and the rate of incorporation of In into the solid phase becomes larger. As a result, a larger wavelength composition difference can be obtained.

【0042】すなわち、成長圧力を高くすることによ
り、150nm以上の大きな波長組成差がバルク結晶で
も得られることになる。図11には、バルク層をコア層
に用いた場合の導波路の波長組成と導波損失(測定光波
長1.3μm)の関係を示す。同図より明らかなよう
に、波長組成が1.2μm以下であれば、バンド端吸収
による吸収はほぼなくなり、波長組成1.15μmでは
殆ど導波損失が生じなくなる。
That is, by increasing the growth pressure, a large wavelength composition difference of 150 nm or more can be obtained even in the bulk crystal. FIG. 11 shows the relationship between the wavelength composition of the waveguide and the waveguide loss (wavelength of measurement light: 1.3 μm) when the bulk layer is used as the core layer. As is clear from the figure, when the wavelength composition is 1.2 μm or less, absorption due to band edge absorption is almost eliminated, and when the wavelength composition is 1.15 μm, almost no waveguide loss occurs.

【0043】なお、本実施例において第1の実施例とは
異なってコア層にバルク層を用いているのは次の理由に
よる。本光スイッチは半導体光アンプをゲートとして用
いている。一般に、光アンプのコア層をMQWで構成す
ると、その利得特性に偏光依存性が顕著に現れる。しか
しながら、コア層をバルク層で構成し、そのコア形状を
等方的に製造すれば、偏光依存性は殆ど生じなくなる。
図12に、本光スイッチの入出力ファイバー間利得を示
す。同図において、実線は基板に水平な偏光成分の、ま
た破線は基板に垂直な偏光成分の特性を示す。同図に示
されるように、本実施例においては、バルク層をコア層
に用いているため、その特性に偏光依存性は殆ど生じな
い。
The bulk layer is used as the core layer in the present embodiment, which is different from the first embodiment, for the following reason. This optical switch uses a semiconductor optical amplifier as a gate. In general, when the core layer of an optical amplifier is composed of MQW, polarization dependence appears remarkably in its gain characteristic. However, if the core layer is formed of a bulk layer and the core shape is isotropically manufactured, polarization dependency hardly occurs.
FIG. 12 shows the gain between the input and output fibers of this optical switch. In the figure, the solid line shows the characteristics of the polarization component horizontal to the substrate, and the broken line shows the characteristics of the polarization component vertical to the substrate. As shown in the figure, in this embodiment, since the bulk layer is used as the core layer, the polarization hardly depends on its characteristics.

【0044】なお、本実施例についても、第1の実施例
について挙げた変更例と同様の変更を加えることができ
る。また、本実施例では、1.3μm帯信号光用のデバ
イスとしているが、これに限るわけではなく、例えばア
クティブコア層の波長組成を1.55μm、パッシブコ
ア層の波長組成を1.4μmとし、1.55μm帯信号
光用としたデバイスに対しても適用が可能である。ま
た、実施例では、図9(c)の工程の後に、マスク12
2の間隙を広げていたが、この方法に代え、一旦マスク
を除去し、誘電体膜の堆積とパターニングを行って新た
にマスクを形成するようにしてもよい。
Note that the same modifications as those of the first embodiment can be added to this embodiment. In addition, although the device for signal light of 1.3 μm band is used in the present embodiment, the invention is not limited to this. For example, the wavelength composition of the active core layer is 1.55 μm, and the wavelength composition of the passive core layer is 1.4 μm. , And can be applied to devices for 1.55 μm band signal light. Further, in the embodiment, the mask 12 is formed after the step of FIG.
Although the gap of 2 was widened, instead of this method, the mask may be removed once, and the dielectric film may be deposited and patterned to form a new mask.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したたように、本発明による光
半導体集積回路の製造方法は、異なるマスク幅の複数の
領域を設けて成長圧力を500Torr以上として気相
選択成長法により結晶成長を行うものであるので、MQ
Wコア層を製作する場合には、少なくとも300nm以
上の波長組成変化が得られるため、低損失な受動導波路
と例えば1.3μm帯能動光素子と1.55μm帯能動
光素子の各コア層を同一の結晶成長工程で実現できる。
また、上記方法によりバルクコア層を製作する場合に
は、少なくとも150nm以上の波長組成変化が得られ
るため、例えば1.15μm組成の低損失受動導波路の
コア層と1.3μm帯能動光素子のコア層とを同時に1
回の結晶成長工程で実現できる。したがって、本発明に
よれば、製造方法が簡素化され、再現性および歩留りを
向上させることができる。また、波長組成の異なる複数
のコア層を連続して形成することができるため、各光素
子間での結合損失は殆ど生じないようにすることができ
内部損失の小さな光半導体集積回路を提供することが可
能になる。
As described above, in the method of manufacturing an optical semiconductor integrated circuit according to the present invention, a plurality of regions having different mask widths are provided and the growth pressure is 500 Torr or more to perform crystal growth by the vapor phase selective growth method. Since it is a thing, MQ
When a W core layer is manufactured, a wavelength composition change of at least 300 nm or more can be obtained. Therefore, a low-loss passive waveguide and each core layer of, for example, a 1.3 μm band active optical element and a 1.55 μm band active optical element are used. It can be realized in the same crystal growth process.
Further, when a bulk core layer is manufactured by the above method, a wavelength composition change of at least 150 nm or more can be obtained. Therefore, for example, a core layer of a low loss passive waveguide having a composition of 1.15 μm and a core of a 1.3 μm band active optical element are used. Layers and 1 at the same time
It can be realized in one crystal growth step. Therefore, according to the present invention, the manufacturing method can be simplified, and the reproducibility and the yield can be improved. Further, since a plurality of core layers having different wavelength compositions can be formed continuously, it is possible to prevent coupling loss between optical elements from occurring, and to provide an optical semiconductor integrated circuit with small internal loss. It will be possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例により形成された光半導
体集積回路の構成を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical semiconductor integrated circuit formed according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A′線、B−B′線、C−C′線、
D−D′線での断面図。
FIG. 2 is a line AA ′, a line BB ′, a line CC ′ of FIG.
Sectional drawing in the DD 'line.

【図3】本発明の第1の実施例の製造方法を説明するた
めの工程順の斜視図。
3A to 3C are perspective views in order of steps for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の製造方法を説明するた
めの、図3の工程に続く工程での工程順の断面図。
4A to 4C are cross-sectional views in order of steps in a step that follows the step of FIG. 3 for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例の効果を説明するため
の、マスク幅とMQWコア層の波長組成との関係を示す
グラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the mask width and the wavelength composition of the MQW core layer, for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【図6】気相成長時の成長圧力と波長組成差との関係を
示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the growth pressure and the wavelength composition difference during vapor phase growth.

【図7】MQWコア層の波長組成と1.3μmの信号光
で測定した導波損失との関係を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the wavelength composition of the MQW core layer and the waveguide loss measured with a signal light of 1.3 μm.

【図8】本発明の第2の実施例により製造された光半導
体集積回路の構成を示す平面図とその部分斜視図。
8A and 8B are a plan view and a partial perspective view showing a configuration of an optical semiconductor integrated circuit manufactured according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例を説明するための工程順
の断面図と平面図。
9A and 9B are a sectional view and a plan view in order of steps for explaining a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例の効果を説明するため
の、マスク幅とバルクコア層の波長組成との関係を示す
グラフ。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the mask width and the wavelength composition of the bulk core layer for explaining the effect of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例の効果を説明するため
の、バルクコア層の波長組成と波長1.3μmの信号光
の損失との関係を示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the wavelength composition of the bulk core layer and the loss of signal light with a wavelength of 1.3 μm for explaining the effect of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施例の効果を説明するため
の、ゲート電流と入出力ファイバー間利得との関係を示
すグラフ。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the gate current and the gain between the input and output fibers for explaining the effect of the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 WDMカップラ 2 Y分岐 3 1.3μm帯送信用LD 4 1.3μm帯受信用PD 5 1.55μm帯受信用PD 11 n−InP基板 12 n−InGaAsP層 13 n−InPスペーサ層 14 下部SCH層 15 MQW層 16 上部SCH層 17 InPクラッド層 18 InP埋め込み層 20 グレーティング 21 SiO2 膜 22 選択的結晶成長用マスク 101 ゲート部 102 合波・分岐導波路部 111 n−InP基板 112 1.15μm組成InGaAsPパッシブコア
層 113 1.3μm組成InGaAsPアクティブコア
層 114 p−InPクラッド層 115 p−InGaAsキャップ層 116 Au/Tiメタル層 121 SiO2 膜 122 選択的結晶成長用マスク 123 空隙 Wm マスク幅 Wg マスク空隙
1 WDM coupler 2 Y-branch 3 1.3 μm band transmission LD 4 1.3 μm band reception PD 5 1.55 μm band reception PD 11 n-InP substrate 12 n-InGaAsP layer 13 n-InP spacer layer 14 lower SCH layer 15 MQW layer 16 Upper SCH layer 17 InP clad layer 18 InP buried layer 20 Grating 21 SiO 2 film 22 Mask for selective crystal growth 101 Gate part 102 Multiplexing / branching waveguide part 111 n-InP substrate 112 1.15 μm composition InGaAsP Passive core layer 113 1.3 μm composition InGaAsP active core layer 114 p-InP clad layer 115 p-InGaAs cap layer 116 Au / Ti metal layer 121 SiO 2 film 122 mask for selective crystal growth 123 void Wm mask width Wg mask void

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)半導体基板上に誘電体膜を堆積す
る工程と、 (2)前記誘電体膜を選択的に除去して、所定の幅の空
隙を隔て所定の幅の対となるストライプ状誘電体膜から
なるマスクを複数個形成する工程と、 (3)前記マスクの空隙部に、成長圧力が500Tor
r以上の気相成長法により半導体コア層を選択的に成長
させる工程と、 (4)前記マスクの空隙部を広げるか、前記マスクを除
去し再び誘電体膜を堆積しストライプ状誘電体膜に加工
するか、あるいは、前記マスクを除去した後、前記半導
体コア層を包囲する埋め込み層を形成する工程と、を含
む光半導体集積回路の製造方法。
1. A process of (1) depositing a dielectric film on a semiconductor substrate, and (2) selectively removing the dielectric film to form a pair of a predetermined width with a gap of a predetermined width. A step of forming a plurality of masks made of a striped dielectric film, and (3) a growth pressure of 500 Torr in the void portion of the mask.
a step of selectively growing the semiconductor core layer by a vapor phase growth method of r or more; (4) expanding the void portion of the mask or removing the mask and depositing a dielectric film again to form a striped dielectric film; A step of forming the buried layer surrounding the semiconductor core layer after processing or removing the mask, and a method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 前記第(3)の工程における気相成長法
が有機金属気相成長法であることを特徴とする請求項1
記載の光半導体集積回路の製造方法。
2. The vapor phase epitaxy method in the step (3) is a metal organic vapor phase epitaxy method.
A method for manufacturing the optical semiconductor integrated circuit described.
【請求項3】 前記第(3)の工程において形成される
半導体コア層が、InGaAs、InGaAsP、In
GaAlAsまたはInGaAlAsPを用いて形成さ
れたバルク層、またはそれらの材料の中の一つによって
形成された層をウェル層とする多重量子井戸層であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光半導体集積回路の製造
方法。
3. The semiconductor core layer formed in the third step is InGaAs, InGaAsP, In
2. The optical semiconductor integrated device according to claim 1, wherein the bulk layer is made of GaAlAs or InGaAlAsP, or is a multi-quantum well layer having a well layer made of one of these materials. Circuit manufacturing method.
【請求項4】 前記第(2)の工程において形成される
ストライプ状誘電体対の少なくとも一方の端にこれとは
異なる幅の誘電体膜の対がこれに連続して形成されるこ
とを特徴とする請求項1記載の光半導体集積回路の製造
方法。
4. A pair of dielectric films having a width different from that of at least one end of the striped dielectric pair formed in the second step (2) is continuously formed thereon. The method for manufacturing an optical semiconductor integrated circuit according to claim 1.
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